[發明專利]一種均壓耗能模塊

在審

• 申請號: 201910542289.2
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN112117748A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 高彪;謝曄源;姚宏洋;詹長江;汪濤;文繼鋒;劉國偉;于海波;劉彬;張中勝;賁安然;張曉波
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J3/36
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 姚志遠;謝清萍

本發明公開了一種均壓耗能模塊，包括支撐件；儲能電容，安裝在所述支撐件的一端；耗能電阻，與所述儲能電容并排安裝在所述支撐件的同一端；變流單元，安裝在所述支撐件的另一端；其中，所述變流單元與所述耗能電阻串聯形成耗能支路，所述耗能支路整體與所述儲能電容并聯。本發明通過采用模塊化多電平方案，將集中耗能電阻分散布置在每一個模塊單元中，同時將一次元器件和二次組件分區布置避免了一次元器件動作對二次板卡的影響，同時也使系統的檢修與維護更加方便。

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電及無功補償技術領域，尤其涉及新型能源接入大電網、孤島輸電、城市環網等不同電力系統時無功補償所需的一種均壓耗能模塊。

背景技術

目前柔性直流輸電技術已成為風電、太陽能等新能源并網的最優選擇之一。利用柔性直流技術并網的新能源等領域均需面對直流極線有功富余而導致的直流過壓問題?，F有技術解決這一問題最為快速可靠的方法是在直流極線之間設置耗能電阻，采用直流斬波技術將富余的有功通過耗能電阻轉變為熱量耗散掉，實現直流極線電壓的穩定，從而使得系統在故障時不至于發生脫網，實現故障穿越的目的。

目前常用技術方案為絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)直串式集中電阻方案，該方案工作時所有功率器件同時導通，存在串聯功率器件均壓較難，電壓、電流變化率過大的問題。而且因為結構較為復雜，實現比較困難，也不便檢修維護。

此外現有技術中，還有采用模塊化多電平集中式電阻方案，該方案需要設置單獨的模塊化多電平橋臂閥塔和單獨的集中式電阻塔，增加了系統的整體成本及占地面積，同時模塊化多電平橋臂閥塔與集中式電阻塔的連接也較為復雜，也存在實現比較困難和檢修維護不便的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種均壓耗能模塊，通過采用模塊化多電平方案，將集中電阻分散在各個均壓耗能模塊中，從而使耗能裝置均壓更容易，可控性更強，且結構更加簡單可靠。

根據本發明實施例的一個方面，一種均壓耗能模塊，包括：

支撐件；

儲能電容，安裝在所述支撐件的一端；

耗能電阻，與所述儲能電容并排安裝在所述支撐件的同一端；

變流單元，安裝在所述支撐件的另一端；

其中，所述變流單元與所述耗能電阻串聯形成耗能支路，所述耗能支路整體與所述儲能電容并聯。

根據本發明實施例的一個方面，所述變流單元包括：

散熱器，包括正面安裝面和背面安裝面；

功率半導體組件，安裝于所述散熱器的正面安裝面，經由所述散熱器散熱；

控制單元，安裝于所述散熱器的背面安裝面。

根據本發明實施例的一個方面，所述功率半導體組件包括：IGBT組件、晶閘管和二極管，分別獨立安裝于所述散熱器的正面安裝面，所述IGBT組件安裝于所述散熱器正面安裝面的上部，所述晶閘管和二極管安裝于所述散熱器正面安裝面的下部。

根據本發明實施例的一個方面，所述功率半導體組件包括：IGBT組件、晶閘管和二極管，分別獨立安裝于所述散熱器的正面安裝面，所述IGBT組件安裝于所述散熱器正面安裝面的下部，所述晶閘管和二極管安裝于所述散熱器正面安裝面的上部。

根據本發明實施例的一個方面，所述IGBT組件包括單個IGBT模塊。

根據本發明實施例的一個方面，所述IGBT組件包括并聯的兩個或多個IGBT模塊。

根據本發明實施例的一個方面，所述耗能電阻為水冷電阻，所述散熱器為水冷散熱器，所述耗能電阻的水路通過連接水管與所述散熱器的水路串聯。